Mekaaninen energia

Selitämme sinulle, mikä mekaaninen energia on ja kuinka tämä energia voidaan luokitella. Lisäksi esimerkkejä ja potentiaalista ja kineettistä mekaanista energiaa.

1. Mikä on mekaaninen energia?

Ymmärrämme mekaanisen energian avulla, että keho tai järjestelmä saa liikkeen nopeuden tai erityisen aseman juuresta ja että se pystyy tuottamaan mekaaninen työ. Yleensä mekaaniseen energiaan sisältyy sekä kineettinen että elastinen energia ja esineen potentiaalinen energia .

Mekaaninen energia säästyy konservatiivisissa kentissä ja joissa ne muodostavat puhtaasti mekaanisen vaikutuksen omaavia hiukkasia, pysyen siten vakiona ajan myötä. seuraavan formulaation mukaisesti:

Emec = Ec + Ep + Ee = cte.

Missä on järjestelmän kineettinen energia, energian painovoimapotentiaalisi ja energiasi on potentiaalinen joustava energiasi? .

Tätä ei tapahdu ladattujen liikkeen hiukkasten järjestelmissä (koska mekaaninen energia muuttuu sähkömagneettisiksi) tai termodynaamisissa järjestelmissä, joissa tapahtuvat tilamuutokset (ne muuntavat sen energiaksi at rmica) tai jatkuvan hajoavan väliaineen mekanismissa (jossa energia hajoaa muodonmuutosten ja lämmön muodostumisen vuoksi).

Mekaanista energiaa käytetään usein tiettyjen töiden suorittamiseen tai muuntamiseen muihin energiamuotoihin, kuten hydrauliikkaenergiaan, joka hyödyntää putoavan veden potentiaalinen energia; energia, joka hyödyntää tuulen kineettista energiaa, tai vuoroveden energia, joka hyödyntää vuorovesien kineettistä energiaa.

Katso myös: Joustavuus.

1. Mekaanisen energian tyypit

Mekaanista energiaa on kahta tyyppiä, kuten nähdään. Nämä ovat:

• Kineettinen energia . Se, mikä on saatu esineiden tai järjestelmien liikkeestä, ja se liittyy sen nopeuteen ja siirtymään. Esimerkiksi liikkuva pallo.
• Potentiaalinen energia . Se, mikä liittyy esineiden tai järjestelmien sijaintiin tai muotoon, joista työkapasiteetti riippuu ja jotka puolestaan ​​voivat olla kahden tyyppisiä:
  • Painovoimapotentiaalienergia . Se, mikä johtuu painovoiman vaikutuksesta kehoihin, kuten tapahtuu korkeudesta putoavan esineen kohdalla.
  • Elastinen potentiaalienergia Se liittyy esineen materiaalin rakenteeseen ja muotoon, jolla on taipumus palauttaa alkuperäinen muoto sen jälkeen, kun se on altistettu sitä muuttaville voimille, kuten metallijousen tapauksessa.

1. Esimerkkejä mekaanisesta energiasta

Joitakin mahdollisia esimerkkejä mekaanisesta energiasta sen eri muodoissa ovat seuraavat:

• Vuoristorata . Korkeimmassa nousupisteessä kärryyn on kertynyt tarpeeksi painovoimapotentiaalienergiaa (korkeudesta johtuen) pudotakseen vapaasti sekuntia myöhemmin ja muuntaa sen kaiken kineettiseksi energiaksi (liikkeen vuoksi) ja saavuttaa huimausnopeuden.
• Tuulimylly Tuulen kineettinen energia antaa työntövoiman, että myllyn terät tarttuvat ja muuttuvat mekaaniseksi työksi: pyöritä pyydystä, joka jauhaa, laskee jyvät tai viljelijän vehnää.
• Heiluri Klassinen esimerkki siitä, kuinka painon painovoimapotentiaalienergia muunnetaan kineettiseksi energiaksi saadakseen sen liikkumaan polkuaan, säästäen mekaanista kokonaisenergiaa.
• Trampoliini Sukelluslautaan hyppivä uimari käyttää painoaan (painovoimapotentiaalia) muotoillakseen trampoliinia alaspäin (elastinen potentiaali), ja kun hän palauttaa muodonsa, hän työntää häntä nostamalla korkeuttaan (enemmän painovoimapotentiaalia) kuin heti sen jälkeen muuttuu kineettiseksi energiaksi vapaan pudotuksen aikana veteen.

1. Kineettinen ja potentiaalinen mekaaninen energia

Kuten jo sanottiin, mekaaninen energia voidaan jakaa kahteen muotoon: kinetiikka (liike) ja potentiaali (muoto tai sijainti) .

Ensimmäinen on laskettavissa käyttämällä yksinkertaista kaavaa: Ec = ½ m. v2 ja sen mittayksikkö kansainvälisessä järjestelmässä on džoulit (J).

Sen sijaan potentiaalinen energia on noin järjestelmään varastoituneen energian määrä, johtuen sen erityisestä konfiguraatiosta tai sen sijainnista suhteessa gravitaatio- tai sähkömagneettiseen kenttään, tapauksen mukaan. Tästä energiasta voi tulla muita energian muotoja, kuten itse kinetiikka.